Рабочая площадка промышленного здания

Расчетное усилие, которое воспринимается одним болтом на смятие:

.

где.

Rbp — расчетное сопротивление болтового соединения смятию;

γb — коэффициент условия работы болта на смятие;

Σtmin — наименьшая суммарная величина элементов сминаемых в одном направлении.

— толщина стенки балки настила.

Количество болтов:

.

где.

R — реакция на опоре балки настила;

Nmin — минимальное между значениями Nbp и Nbs.

Принимаю 5 болтов.

Проверка ослабленного сечения на срез:

Расчет колонны.

Нагрузку на колонну определяю как сумму опорных реакций главных балок, опирающихся на колонну К1:

.

где 1,005 — коэффициент, учитывающий вес колонны.

Приближенно проверим значение N через грузовую площадь:

.

где 1,04 — коэффициент, учитывающий вес колонны и балок.

Отметка верха колонны:

.

где 0,015 — величина выступа опорного ребра главной балки.

Длина колонны.

.

где — отметка низа колонны.

Расчетная схема колонны изображена на рис.

Рисунок 5. Расчетная схема колонны.

Расчетные длины относительно главных осей:

Подбор сечения и расчет устойчивости колонны.

Определение сечения ветвей Принимаю сквозную колонну из двух прокатных швеллеров, соединенных планками.

Сталь для колонны принимаю такую же как и для балок, а именно С245 (Вст3пс6 по ГОСТ 27 772–88) для фасованного проката толщиной 4−20мм, Ry=2450кг/см2. Ослабления в колонне отсутствуют (An=A), поэтому расчет на прочность по форме не требуется и определяющим будет расчет на устойчивость.

Определение сечения ветвей из расчета на материальную ось х-х:

Задаюсь гибкостью:

тогда Требуемая площадь одного швеллера (одной ветки):

Требуемый радиус инерции:

По сортаменту ГОСТ 8240–89 определяю, что требуемый профиль находится между № 24 (ix=9,73 см; А=30,6см2) и № 36 (А=53,4 см²; ix=14,2см).

Принимаю швеллер № 33 (ix=13,1 см; А=46,5см2):

Проверка устойчивости колонны относительно материальной оси х-х При :

Перенапряжение:

Проверяю швеллер № 36 (ix=14,2 см; А=53,4см2):

При :

Недонапряжение:

Таким образом, окончательно принимаю в расчетах швеллер № 33.

Таблица 5. Геометрические характеристики ветви колонны.

h=33,0 см.

b=10,5 см.

tw=0,7 см.

tf=1,17 см А=46,5 см².

Р=0,037т/м.

Jx=7980,0см4.

Wx=484,0 см³.

Sx=281,0 см³.

ix=13,1 см.

Jy=410,0см4.

Wy=51,8 см³.

iy=2,97 см.

z=2,59 см.

Определение расстояния между ветвями.

где λв<40 — гибкость ветви относительно оси у-у.

Принимаю, тогда:

Требуемый радиус инерции:

Требуемое расстояние между центрами тяжести ветвей:

Требуемая ширина колонны:

Определю ширину колонны по приближенной формуле:

Принимаю bк=38см.

Зазор между ветвями не должен быть менее 10см:

Таким образом, расстояние между центрами тяжести ветвей:

Проверка устойчивости относительно свободной оси у-у Приведенная гибкость относительно свободной оси у-у.

поэтому устойчивость относительно оси у-у можно не проверять.

Расчет соединительных планок.

Определение размеров планок Принимаю а=25см Ширина планки принимается с учетом нахлеста на ветви 30−40мм.

Чтобы избежать выпучивания планки, должны быть соблюдены условия:

; ;

Принимаю толщину планки t=1см.

Требуемое расстояние между планками определяется по принятой ранее гибкости ветви .

см Требуемое расстояние между осями планок:

Окончательное расстояние между осями планок определится при конструировании колонны. В любом случае оно должно быть не более lтр=114,1 см.

.

Определение усилий в планках.

Планки рассчитываются на условную фиктивную поперечную силу.

.

где.

— коэффициент, принимаемый меньшим из значений:

1) ;

2) .

Поперечная сила, действующая в одной плоскости планок.

Сила срезывающая одну планку:

Момент изгибающий планку в ее плоскости Проверка прочности сварных швов планки.

Планки прикрепляются к ветвям сварными угловыми швами с высотой катета kf=8мм, с заводкой швов за торцы на 20 мм.

Принимаю полуавтоматическую сварку в нижнем положении сварочной проволокой Св-08Г2С в среде СО. Для данной проволоки.

.

Проверки:

Условие выполняется, поэтому расчет следует производить только по металлу шва:

Напряжения в шве (учитываются только вертикальные швы) Условие прочности шва:

Уменьшаю kf до 0,6 см.

Расчет базы Определение размеров плиты в плане.

Расчетное сопротивление смятию бетона фундамента:

.

где.

— относительная площадь обреза фундамента;

Rc=70кг/см2 для бетона М150.

Требуемая площадь плиты:

Ширина плиты принимается конструктивно:

Требуемая длина плиты:

Длина плиты из конструктивных соображений:

.

где а1 — принимается в диапазоне 100−120мм для размещения «плавающей» шайбы под гайки фундаментных болтов.

Таким образом принимаю.

Определение толщины плиты.

Плита работает как пластина, опертая на траверсы и торец стержня, нагруженная равномерно-распределенным реактивным давлением фундамента.

Определяю максимальные моменты для отдельных участков плиты (рис. 6):

Рисунок 6. Участки плиты базы колонны.

I участок. Плита оперта по контуру.

.

где α - коэффициент зависящий от отношения более длинной стороны участка «а» к более короткой «b».

тогда α=0,055.

II участок. Плита оперта по трем сторонам.

.

где α1 — коэффициент зависящий от отношения закрепленной стороны «а» к незакрепленной «b».

поэтому участок проверяется как консольный:

III участок. Плита работает как консоль.

где с — консоль.

Принимаю для плиты сталь Вст3кп2 при t=21−40мм. Ry=2100кг/см2.

Принимаю tпл=40мм.

Расчет траверсы.

Требуемая высота траверсы определяется необходимой длиной каждого из швов, соединяющих ее с ветвями колонны.

При kf=1,0см<1,2tтрав=1,2×1,0=1,2.

Определим высоту траверсы :

Принимаю hТ=40см.

Проверка прочности траверсы Нагрузка на единицу длины одного листа траверсы:

Изгибающий момент и поперечная сила в месте приварки к колонне:

Расчет оголовка колонн.

Конструктивно принимаем tпл=2,0 см, kf=1,0 см.

Высота диафрагмы из условия прочности сварных швов:

Принимаю hд=38см.

Толщина ребра по условию работы его на смятие:

Принимаю tд.см.=22мм.

Список литературы

СНиП II-23−81. Стальные конструкции. М. 1982. 96с.

СНиП II-6−74. Нагрузки и воздействия. М. 1976. 54с.

Металлические конструкции. Учебник для Вузов. Под ред. Веденникова. 1978.

Рабочая площадка промышленного здания. Методические указания. ЛИСИ. Л. 1987.